Изготовление матрицы для металла

Обновлено: 23.01.2025

Необходимым и функциональным элементом любого штамповочного оборудования является матрица. Основная функция матрицы заключается в создании формы наружной поверхности какого-либо изделия. Матрицы используются вместе с еще одной специальной деталью пресса – пуансоном. Процесс штамповки и прессования достаточно сложный, поэтому к матрицам и пуансонам предъявляются повышенные требования к степени точности и качеству.

Стоимость матриц

Виды матриц различают в зависимости от того, где и как они будут применяться. Например, для изготовления различных деталей, вырубки или пробивки в них отверстий применяются вырубные матрицы.

Многие виды вырубных матриц изготавливают разъемными. Стандартные круглые матрицы изготавливаются для пробивки различных деталей, имеющих круглую форму или для пробивки в изделии круглых отверстий. Если требуется нестандартная геометрия детали, изготавливают специальные формовочные матрицы.

Компания ООО «СИЭНСИПАЛС» имеет все необходимое для изготовления самых разнообразных видов матриц, способных придать детали практически любой вид. Мы производим цельные, а также разъемные конструкции матриц любых форм. Особое внимание уделяется контролю обработки рабочих поверхностей профиля деталей.

Металл для производства матриц подбирается в зависимости от сферы применения штампа или пресса. При массовом производстве матриц чаще всего используются легированные или углеродистые стали, которые имеют высокие показатели твердости. Для большинства матриц требуется твердость изделия, которая лежит в диапазоне от 55 до 65 HRC.

Для производства матриц мы применяем высокоточное современное оборудование. Обработка изделий проводится на станках с ЧПУ. Использование инновационных технологий и привлечение к процессу изготовления высококвалифицированных специалистов, дает нам возможность изготавливать матрицы и пуансоны самого высокого класса. У нас также есть все необходимое для производства матриц и пуансонов по нестандартным (уникальным) чертежам заказчика. В случае необходимости наши специалисты могут подготовить проектную документацию по условиям заказчика.

Особенности технологического процесса изготовления матриц

Заготовку матрицы получают, прессуя или продавливая материал на специальных станках. Далее предварительно обрабатываются поверхности подготовленной заготовки. После этого проводится тщательная чистовая обработка поверхностей матрицы и деталь окончательно закаливается в печи. В зависимости от того, какую поверхность матрицы необходимо получить может применяться дополнительное оборудование, например, проводится электроэрозионная обработка детали. После завершения процесса предварительной и чистовой обработки рабочие поверхности матрицы хромируются.

Изготовление матриц – процесс чрезвычайно сложный и ответственный. Любое отклонение от заданных параметров может принести значительные убытки производству, на котором будет использоваться штамповочное оборудование. Наша компания производит оборудование для штамповки высочайшего класса. Пуансоны и матрицы изготавливаются с обязательным соблюдением технологий. Для обработки сложных поверхностей проводятся дополнительные слесарные работы.

Мы настроены на длительное и плодотворное сотрудничество с клиентами, поэтому гарантируем оперативное и качественное выполнение работ любой сложности.

Матрицы

ООО «Профкат-ЧПУ» занимается изготовлением точных металлических заготовок и штампов. Одним из основных элементов такой формообразующей оснастки являются матрицы. Для их изготовления на предприятии используются высокоточные прецизионные центры Haas VM-3, при помощи которых можно обрабатывать не только твердые стали и сплавы, но и полимерные заготовки.

Индивидуальный подход к каждому заказчику

Многолетний опыт

Высоко-квалифицированные специалисты

Сертификация по ISO 9001 и по OHSAS 18001

Современное оборудование

Качественный инструмент и оснастка ведущих мировых производителей

Контроль качества на всех этапах производства

Услуги логистики

Понятие и характеристики

Матрица – неотъемлемый элемент любого штампа и пресса, который представляет собой ограничивающий короб заданной формы.

По универсальности различают:

простые матрицы, которые могут применяться для изготовления только одного вида продукции (производство большинства строительных блоков и кирпичей);
сложные (комбинированные) изделия для изготовления двух и более товарных наименований.

В зависимости от сферы применения матрицы могут быть:

Формовочные. Этот вид служит для оттиска определенной структуры на рабочей поверхности (изготовление форм для заливки бетона и тротуарной плитки).
Вырубные и пробивные. Используются при создании отверстий различной формы, а для большей точности зачастую делаются разъемными.
Гибочные. Такие изделия нужны для изготовления форм из тонкого листового металла.

Матрица действует неотъемлемо от пуансона – замыкающего элемента, который формирует изделие сверху и выполняет функцию пресса, штампа или маркировщика.

Производство матриц

Запомните, качество выпускаемой детали или четкость оттиска напрямую зависит от точности матрицы и пуансона. Это обусловливает повышенные требования к материалу, из которого производятся эти изделия. Его разновидность зависит от сферы применения матрицы.

Для массового изготовления большого количества продукции идеальной будет инструментальная или углеродистая сталь.
Для небольшой партии можно применять формы из низкоуглеродистой закаленной стали.
Если же термическая обработка не планируется, то для холодного процесса подойдут и высоколегированные типы стали.

После того как матрица выточена и все слесарные работы окончены, происходит закалка заготовки для будущей формы. Термическая обработка придает детали пластичность и препятствует появлению сколов. На последней стадии производства матрицы шлифуются, чтобы сделать все поверхности идеально гладкими.

Изготовление таких деталей возможно только на специальном оборудовании. Именно поэтому заказывать матрицы, пуансоны и прочие высокоточные изделия лучше в ООО «Профкат-ЧПУ». Мы используем современные станки и обрабатывающие центры, которые гарантируют точность позиционирования в +/- 0,005 мм.

Изготовление матриц и пуансонов

Изготовление матриц и пуансонов — главное направление работы нашей компании. Производственные работы по прессовке и штамповке различных материалов заготовок требуют использование специальных высокопрочных пуансонов. Такой вид изделий часто применяется для маркировки целых узлов оборудования при обработке материалов или в процессе штампования.

Чтобы осуществить качественную штамповку или сделать маркировку необходимого узла, необходимо приложить немало усилий, а именно, непосредственное давление. Именно для этих целей был разработан и создан пуансон, конструкция которого может быть самой разной.

Работа пуансона в механическом процессе

Для нормального функционирования вырубного штампа нужно, чтобы изделие входило под определенным зазором в матрицу. Зазор обязательно должен быть по всему периметру рабочего контура матрицы равномерным и лишь иметь минимальное отклонение несколько сот долей в миллиметрах.

Чем меньше толщина листа из которого создается непосредственно заготовка, тем обязательно будет зазор меньше. Следовательно, габариты профиля металлического изделия меньше соответствующих габаритов профиля матрицы на величину допустимого зазора.
Как правило, рабочий контур одной из сопрягающих изделий (пуансона или матрицы) производят с высокой степенью точности, и делается это по чертежам, а размеры второй детали подгоняются под первую, выдерживая в процессе изготовления допустимый зазор.
Отметим, что первым делом обрабатывается та из двух сопряженных деталей, свойства которой больше всего технологично. Процедура подгонки профиля (ее также могут называть специалисты процедурой наладки штампа) осуществляют самым простым слесарным методом.

Современные высокоточные изделия – матрицы и пуансоны представляют собой металлические, многофункциональные изделия, активно применяемые в создании разных металлоконструкций и пресс форм.

Пуансон, как вид металлического изделия

Пуансон – это один из важных рабочих элементов, инструмент, с помощью которого создается маркировка, прессование разного рода материалов и штамповка в процессе металлообработки (так, к примеру, во время штамповки изделие (пуансон) оказывает на плоскость заготовки сильное давление, тем самым обрабатывая материал). В зависимости от области применения пуансоны делятся на несколько вариантов:

Пуансоны вырубные.
Пробивные изделия.
Просечные пуансоны.
Прошивные детали.

Производство металлических конструкций – это сложный, технологический процесс, по этой причине пуансоны в процессе изготовления подвергаются разным температурным, механическим, силовым и всем остальным нагрузкам. Именно пуансоны выявляют тип материала, который будет задействован при производстве пуансона.

Рабочий процесс изготовления матрицы и пуансонов

Очень часто данная разновидность металлической детали выступает в роли пресса, используемого для выдавливания необходимой формы заготовки под давлением, проходящая сквозь матрицу. Этот технологический процесс обязательно требует наличие современного с высоким давлением оборудования и опытных мастеров. В специально отведенных, горячих цехах под действием изменения температуры осуществляется давление, тем самым получается заготовка. Именно по этой причине процедура производства состоит не из одного вида материала, а самых разных сплавов имеющих те или иные технико-эксплуатационные показатели.

Изделия, создаваемые в холодных производственных цехах, изготавливают из самой высокопрочной стали, свойства которой отличаются повышенным уровнем прокаливания – данный параметр должен составлять не меньше 53-67 HRC. К тому же в работе задействуется инструментальная специальная сталь — 6 х В2-С.

Все материалы, отобранные для производства матрицы и пуансонов обязательно должны быть высокопрочными и надежными, качественными и сертифицированными. Используемый нами материал отличается от материала конкурентов максимально стойкими и высокими показателями устойчивости к механическому износу, старению, протиранию, коррозии – долговечен. Именно по этой причине, мы используем в своем производстве только качественные легированные стали, так как частое нахождение матриц и пуансонов в высоких температурных колебаниях, делает металл ломким, хрупким и быстро изнашивающимся.

Изготовление металлических изделий в горячих, производственных цехах требует использование пуансонов, произведенных из качественного металлопроката с высокими показателями прочности, износоустойчивости, способный выдержать высокий перепад температур и большие механические нагрузки.

Применение пуансонов и матриц

В процессе сборки разновидностей штампа конструкция данного устройства обязательно должна совпадать с режущей кромкой другой части детали (матрицей). Простыми словами говоря, данный вид металлоизделия является завершающим узлом, создающий верхнюю часть заготовки. Набором пуансонов называется небольшой пресс, работа которого ориентирована на качественную маркировку или штамповку изделий под разными углами. С помощью данного устройства имеется возможность производить в цехах заготовки любых размеров, а также маркировать их, делать зеркальными или обычными.

Наборы различных пуансонов применяются на металлообрабатывающих заводах, организациях и предприятиях, на которых инженеры часто практикуют процедуру прессования металлических заготовок или производят листовые детали. В строительной области с использованием данного вида изделий изготавливаются блоки с различными по габаритам пустотами.

Основные назначения матрицы

Чтобы качественно произвести требуемой формы заготовку, нужно использовать матрицу, производство которой можно решить из следующих видов материала:

Высококачественного полиуретана.
Различных видов сплавов и металла.
Резинового материала.

Чтобы изготовить металлическую деталь, матрица должна быть изготовлена из прочной специализированной стали обладающая высокими износоустойчивыми свойствами. Подобный вид конструкции обязательно должен быть оборудован специальными стенками и не содержать крышки. Матрицы могут быть следующих разновидностей:

Простые матрицы.
Матрицы сложные.
Универсальные.

Используемый материал для производства матриц и пуансонов

Так как главной задачей пуансона стоит продавливание заготовки сквозь матрицу, работа должна осуществляться под высоким давлением. При горячекатанной процедуре прессования заготовочное сырье находится под давлением очень высокой температуры. По этой причине для изготовления матрицы применяются самые разные виды материалов. Изделия для холодного прессования создаются из материалов высокой степени прочности, отличающиеся огромной степенью прокаливания. Материалы для производства пуансонов и матриц должны обязательно соответствовать следующим характеристикам:

Высокой степенью прочности.
Отличной износоустойчивостью.
Стойкостью к коррозии.

При высоких температурах сталь легированная не подходит, потому что материал (металл) под разновидностью температурного режима обязательно станет хрупким. По всей высоте любой вид пуансона должен иметь высокую степень твердости.

Пуансон и матрица

Пуансон и матрица — технологическая формообразующая оснастка промышленных станков, которая меняет параметры металла, бетона и иных материалов: размеры, конфигурацию поверхности.

Комплекты пуансон-матрица — главные рабочие узлы в производстве и обработке металлических изделий. С помощью пуансонов осуществляется маркировка, штамповка, прессовка, просечка, вырубка металлических заготовок, литье деталей, гибка листового металла. Эти комплекты используются и при изготовлении строительных материалов (блоков шлаковых, газобетонных с фигурными полостями плит перекрытий и т.д.). А еще , кирпичей, плитки облицовочной, тротуарной.

Матрица представляет собой основу (короб), в которую вкладывается заготовка. Матрица задает параметры будущей детали, выступает ответным узлом пуансона, профили совпадают.

Пуансон – инструмент, действующий в роли замыкающего элемента системы. Он образует форму изделия сверху, работает в качестве пресса, маркировщика, либо штампа.

Материалы для пуансона и матрицы

В ходе производства оснастка претерпевает следующие воздействия:

Повышенное давление;
Высокотемпературный фон (при горячих процессах);
Холодные температуры (во внештатных случаях принудительного охлаждения);
Резкие перепады температурной среды;
Контакт с жидкостной средой.

С учетом перечисленных факторов матрица и пуансон для штампа должны быть изготовлены из материала с следующими качествами:

повышенная прочность;
стойкость перед износом;
устойчивость перед коррозией.

Кроме того, при нагревании материал не должен сильно менять размеры — это чревато порчей изготавливаемых деталей. Учитывается и то, что некоторые материалы при повышенном температурном фоне изменяют свойства. Так, легированная сталь под воздействием жара приобретает хрупкость, поэтому пуансоны из нее для горячих процессов не используют.

Типы и виды пуансонов и матриц

Типы пуансонов различаются конструкцией, которая продиктована технологическим назначением:

пробивные, просечные;
вырубные;
прошивочные;
формовочные;
гибочные.

Каждый тип инструмента предназначен для выполнения операций, в каталоге находятся фото пуансонов всех видов.

Пробивной пуансон: выполняет пробивку, просечку отверстий в листовом материале, отделяет часть материала, образуя внутренний замкнутый контур. Может быть использован для перфорации листового материала. Часто оборудован отлипателем для сброса высеченной детали.

Вырубной пуансон (шплинтон): отделяет заготовки внешний замкнутый контур детали. Пуансон вырубного штампа в зависимости конфигурации может вырубать металл под углами с 1 градуса, в 1-2 этапа. Пуансон вырубной и матрица чаще используются для работы с материалом толщиной до 1,5 мм.

Прошивочный пуансон для пресса: создает в заготовке отверстия (сквозные/глухие) путем вытеснения металла. Может быть сплошным/пустотелым, создавая отверстия малых, либо больших (500-800 мм) диаметров соответственно.

Формовочный пуансон: создает из металлического листа объемное рельефное изделие замкнутого контура, часто за один этап.

Гибочный пуансон: сгибает металл по заданной линии, вдавливаясь в заготовку на требуемую глубину, тем самым формируя гиб.

Деталь пуансон может иметь разную форму: простую геометрическую (цилиндр, шестигранник, квадрат, прямоугольник), либо фасонную (сложную), которая применяется для создания деталей со сложным контуром.

По типу своей конструкции матрица может быть

Цельная матрица: для работы с деталями простого наружного контура.
Сложная матрица: для обработки сложно контурных изделий.
Сборная матрица: изготавливается на высокоточном станковом оборудовании с применением минимума ручных работ. Чтобы начать работу, достаточно лишь быстро, без затруднений запрессовать ее элементы в обойму.
Составная матрица: состоит из нескольких идентичных модулей. Применяется в пресс-формах с несколькими гнездами.Разъемные основы применяются, если будущее изделие имеет сложную геометрию. Чаще всего используют простые модули.

В зависимости от характеристик производимого изделия, пуансон и матрица могут применяться как взаимодополняющие части комплекта, либо по отдельности. Так, основа может быть использована без пуансона, если требуется изготовить деталь с плоской подошвой. При производстве строительных материалов в некоторых случаях его применение также не требуется: например, при формовании стандартного кирпича, когда качество поверхности не имеет важности. Если штампуется листовой материал, работы могут быть проведены без модуля основы — под заготовку помещают лишь ровное основание.

Особенности матриц и пуансонов

Чтобы выпускаемые изделия имели надлежащее высокое качество, геометрические размеры модулей оснастки должны быть чрезвычайно точными, соответствовать друг другу, их поверхность абсолютно гладкой, линия среза — ровная, точная, а пресс должен быть точно отцентрован. Для обеспечения этих показателей инструмент подвергается двойному шлифованию (черновому, чистовому), полировке, заточке. Модули фасонного типа производят путем технологического оттиска, а сложно контурные изготавливают на фрезерных, строгальных станочных агрегатах. Затем оснастка проходит закалку под высокими (около 780°) температурами.

В случаях, если конфигурация пуансона сложнее матрицы, в первую очередь изготавливают его, а затем по его оттиску создают основу. Особый контроль ведется за соблюдением величины зазора между узлами. Просвет соблюдают посредством независимой обработки, либо взаимной подгонки.

При достойном качестве комплекта он прослужит долго, даст точную линию среза, а изготовленные на нем детали не потребуют дополнительной обработки.

Пуансон и матрица в штампе выгодны своей многофункциональностью, универсальностью, практичностью. Во время работы такая оснастка легко и без дополнительных усилий монтируется/демонтируется, наносимые на нее покрытия равномерно осаждаются по всей поверхности, доступна функция планетарного вращения.

Сервисное обслуживание оснастки не затруднительно: требуется систематически очищать поверхность от металлических, бетонных и прочих остатков (с помощью скребков, щеток), промывать напором водной струи с последующей просушкой.

Изношенные комплекты не восстанавливаются, а своевременно заменяются на новые, поскольку их поверхность истирается, их размеры теряют нужную величину, точность.
Инструмент, изготовленный из материала, подобранного под конкретную задачу, функционирует без потери качества до нескольких лет (4-6 максимально). Поэтому приобретение оснастки с большим запасом прочности и сроком службы рациональнее, чем частая замена менее прочных комплектов.

Принцип работы матрицы

В матрицу, либо в пространство между ней и пуансоном помещают заготовку, либо заливают исходную смесь. Пуансон непосредственно, либо передавая усилие через пресс-шайбу, давит на материал, прижимая его к матрице, либо продавливая его сквозь нее. Если материал сыпучий, дополнительно может быть применено воздействие вибрацией с целью увеличения плотности.

Роль зазора между матрицей и пуансоном

Величина зазора между пуансоном и матрицей определяет чистоту, ровность среза, и зависит от:

вида выполняемой операции;
типа, толщины исходного материала.

Рекомендованный просвет — 4-16% толщины обрабатываемого материала. Допустима штамповка с помощью пуансона с зазором в 30%, если его кромки достаточно остры. Однако при этом изготовленные детали будут иметь лишь удовлетворительное качество. Во время работы у режущих кромок пуансона и матрицы образуются поверхности сдвига. Они должны совпадать между собой и формировать общую поверхность скалывания. Это происходит, только если зазор между элементами оснастки оптимален.

Причины чрезвычайной важности величины просвета:

Преуменьшенный зазор провоцирует расслоения, разрывы на поверхности среза. Это происходит из-за несовпадения скалывающих трещин, формирующих перемычку, впоследствии трансформирующуюся в заусенец.
Преувеличенный зазор сопровождается изгибом материала и приводит к округлению кромок детали, если заготовка толстая. Разрыву тонкой заготовки, растянутости и зазубренности ее граней.

Неправильно подобранный зазор приводит к отрицательным последствиям:

низкое качество краев обработанной детали, отверстий;
деформация материала;
медленный съем листа;
усиленное истирание поверхности инструмента, влекущее сокращение период службы;
затраты дополнительных усилий;
упрочнение возникших заусенец деформацией;
аномальное повышение температуры.

Правильно подобранный зазор обеспечивает:

чистоту, гладкость кромок детали, отверстий;
отсутствие деформаций материала;
легкий съем листа;
период службы инструмента (2-3 года).

Определить правильность зазора можно по следующим признакам.

Слишком малый просвет дает на высечке излом под малым углом к малому гладкому участку.
Большой просвет формирует на высечке грубый излом под большим углом к малому гладкому участку.
Оптимальный зазор обеспечивает одинаковый угол верхнего и нижнего изломов, равномерность между собой.

Использование пуансонов и матриц при производстве, обработке материалов чрезвычайно ускоряет изготовление однотипных деталей, удешевляет штучное производство. Комплекты изготовлены не только для промышленных предприятий, но и для использования в бытовых масштабах.

Читайте также: